अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेजरभाग दुई
फैलावट र नाडी फैलावट: समूह ढिलाइ फैलावट
अल्ट्राफास्ट लेजरहरू प्रयोग गर्दा सामना गर्नु पर्ने सबैभन्दा कठिन प्राविधिक चुनौतीहरू मध्ये एक भनेको सुरुमा उत्सर्जित अल्ट्रा-सर्ट पल्सको अवधि कायम राख्नु हो।लेजर। अल्ट्राफास्ट पल्सहरू समय विकृतिको लागि धेरै संवेदनशील हुन्छन्, जसले गर्दा पल्सहरू लामो हुन्छन्। प्रारम्भिक पल्सको अवधि छोटो हुँदै जाँदा यो प्रभाव झन् खराब हुँदै जान्छ। अल्ट्राफास्ट लेजरहरूले ५० सेकेन्डको अवधिमा पल्सहरू उत्सर्जन गर्न सक्छन्, तर तिनीहरूलाई ऐना र लेन्सहरू प्रयोग गरेर लक्षित स्थानमा पल्स प्रसारण गर्न, वा हावा मार्फत पल्स प्रसारण गर्न समयमै प्रवर्द्धन गर्न सकिन्छ।
यस पटकको विकृतिलाई समूह विलम्बित फैलावट (GDD) भनिने मापन प्रयोग गरेर परिमाण गरिन्छ, जसलाई दोस्रो-अर्डर फैलावट पनि भनिन्छ। वास्तवमा, त्यहाँ उच्च-अर्डर फैलावट शब्दहरू पनि छन् जसले अल्ट्राफार्ट-लेजर पल्सहरूको समय वितरणलाई असर गर्न सक्छ, तर व्यवहारमा, यो सामान्यतया GDD को प्रभाव जाँच गर्न पर्याप्त हुन्छ। GDD एक आवृत्ति-निर्भर मान हो जुन दिइएको सामग्रीको मोटाईको रेखीय समानुपातिक हुन्छ। लेन्स, विन्डो, र वस्तुगत कम्पोनेन्टहरू जस्ता ट्रान्समिशन अप्टिक्समा सामान्यतया सकारात्मक GDD मानहरू हुन्छन्, जसले संकेत गर्दछ कि एक पटक संकुचित पल्सहरूले ट्रान्समिशन अप्टिक्सलाई उत्सर्जित भन्दा लामो पल्स अवधि दिन सक्छ।लेजर प्रणालीहरू। कम आवृत्तिहरू (अर्थात्, लामो तरंगदैर्ध्य) भएका कम्पोनेन्टहरू उच्च आवृत्तिहरू (अर्थात्, छोटो तरंगदैर्ध्य) भएका कम्पोनेन्टहरू भन्दा छिटो प्रसारित हुन्छन्। पल्सले धेरै भन्दा धेरै पदार्थहरू पार गर्दै जाँदा, पल्समा तरंगदैर्ध्य समयसँगै अझ बढ्दै जानेछ। छोटो पल्स अवधिहरू, र त्यसैले फराकिलो ब्यान्डविथहरूको लागि, यो प्रभाव अझ बढाइचढाइ गरिएको छ र यसले महत्त्वपूर्ण पल्स समय विकृति निम्त्याउन सक्छ।
अल्ट्राफास्ट लेजर अनुप्रयोगहरू
स्पेक्ट्रोस्कोपी
अल्ट्राफास्ट लेजर स्रोतहरूको आगमन पछि, स्पेक्ट्रोस्कोपी तिनीहरूको मुख्य प्रयोग क्षेत्रहरू मध्ये एक भएको छ। पल्स अवधिलाई फेम्टोसेकेन्ड वा एटोसेकेन्डमा घटाएर, भौतिक विज्ञान, रसायन विज्ञान र जीवविज्ञानमा गतिशील प्रक्रियाहरू जुन ऐतिहासिक रूपमा अवलोकन गर्न असम्भव थिए अब प्राप्त गर्न सकिन्छ। प्रमुख प्रक्रियाहरू मध्ये एक परमाणु गति हो, र परमाणु गतिको अवलोकनले प्रकाश संश्लेषक प्रोटीनहरूमा आणविक कम्पन, आणविक पृथक्करण र ऊर्जा स्थानान्तरण जस्ता आधारभूत प्रक्रियाहरूको वैज्ञानिक बुझाइमा सुधार गरेको छ।
बायोइमेजिङ
पीक-पावर अल्ट्राफास्ट लेजरहरूले गैर-रेखीय प्रक्रियाहरूलाई समर्थन गर्छन् र बहु-फोटोन माइक्रोस्कोपी जस्ता जैविक इमेजिङको लागि रिजोल्युसन सुधार गर्छन्। बहु-फोटोन प्रणालीमा, जैविक माध्यम वा फ्लोरोसेन्ट लक्ष्यबाट गैर-रेखीय संकेत उत्पन्न गर्न, दुई फोटोनहरू अन्तरिक्ष र समयमा ओभरल्याप हुनुपर्छ। यो गैर-रेखीय संयन्त्रले एकल-फोटोन प्रक्रियाहरूको अध्ययनलाई असर गर्ने पृष्ठभूमि फ्लोरोसेन्स संकेतहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गरेर इमेजिङ रिजोल्युसन सुधार गर्दछ। सरलीकृत संकेत पृष्ठभूमि चित्रण गरिएको छ। बहु-फोटोन माइक्रोस्कोपको सानो उत्तेजना क्षेत्रले फोटोटोक्सिसिटीलाई पनि रोक्छ र नमूनामा हुने क्षतिलाई कम गर्छ।
चित्र १: बहु-फोटोन माइक्रोस्कोप प्रयोगमा बीम मार्गको उदाहरण रेखाचित्र
लेजर सामग्री प्रशोधन
अल्ट्राफास्ट लेजर स्रोतहरूले लेजर माइक्रोमेसिनिङ र सामग्री प्रशोधनमा पनि क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याएका छन् किनभने अल्ट्रासर्ट पल्सहरूले सामग्रीहरूसँग अन्तर्क्रिया गर्ने अनौठो तरिका हो। पहिले उल्लेख गरिएझैं, LDT को बारेमा छलफल गर्दा, अल्ट्राफास्ट पल्स अवधि सामग्रीको जालीमा ताप प्रसारको समय स्केल भन्दा छिटो हुन्छ। अल्ट्राफास्ट लेजरहरूले भन्दा धेरै सानो ताप-प्रभावित क्षेत्र उत्पादन गर्दछ।नानोसेकेन्ड पल्स्ड लेजरहरू, जसले गर्दा कम चीरा क्षति र अधिक सटीक मेसिनिङ हुन्छ। यो सिद्धान्त चिकित्सा अनुप्रयोगहरूमा पनि लागू हुन्छ, जहाँ अल्ट्राफार्ट-लेजर काट्नेको बढ्दो परिशुद्धताले वरपरको तन्तुमा हुने क्षति कम गर्न मद्दत गर्दछ र लेजर शल्यक्रियाको समयमा बिरामीको अनुभवमा सुधार गर्दछ।
एटोसेकेन्ड पल्स: अल्ट्राफास्ट लेजरहरूको भविष्य
अल्ट्राफास्ट लेजरहरूलाई अगाडि बढाउन अनुसन्धान जारी रहँदा, छोटो पल्स अवधि भएका नयाँ र सुधारिएका प्रकाश स्रोतहरू विकास भइरहेका छन्। छिटो भौतिक प्रक्रियाहरूमा अन्तर्दृष्टि प्राप्त गर्न, धेरै अनुसन्धानकर्ताहरूले एटोसेकेन्ड पल्सको उत्पादनमा ध्यान केन्द्रित गरिरहेका छन् - चरम पराबैंगनी (XUV) तरंगदैर्ध्य दायरामा लगभग १०-१८ सेकेन्ड। एटोसेकेन्ड पल्सले इलेक्ट्रोन गति ट्र्याक गर्न र इलेक्ट्रोनिक संरचना र क्वान्टम मेकानिक्सको हाम्रो बुझाइ सुधार गर्न अनुमति दिन्छ। औद्योगिक प्रक्रियाहरूमा XUV एटोसेकेन्ड लेजरहरूको एकीकरणले अझै उल्लेखनीय प्रगति गर्न सकेको छैन, तर क्षेत्रमा जारी अनुसन्धान र प्रगतिहरूले लगभग निश्चित रूपमा यो प्रविधिलाई प्रयोगशालाबाट बाहिर र निर्माणमा धकेल्नेछ, जस्तै फेमटोसेकेन्ड र पिकोसेकेन्डको मामलामा भएको छ।लेजर स्रोतहरू.
पोस्ट समय: जुन-२५-२०२४